橡胶制品在较高温度下仍具有优异的耐油性能,但其综合性能会随使用温度的升高而降低,致使其制品在苛刻条件下的使用受到限制,尤其是对采油螺杆泵橡胶定子、螺杆钻具橡胶定子及汽车发动机等处于高温环境下工作的橡胶件而言,要求所用橡胶件不仅要具有良好的耐油性能,而且在高温下应具有良好的综合性能。本文主要以耐高温橡胶为研究对象,研究了补强体系、硫化体系、防老体系、耐热体系对硫化胶的加工性能、硫化特性、力学性能、老化性能、高温疲劳等性能的影响规律。 通过补强体系对耐高温橡胶性能影响的研究,结果表明:随着炭黑N330添加量的增加,加工性能下降;tc10减小,tc90先增加后降低;常温下,硫化胶的拉伸强度持续增加,断裂伸长率持续降低,测试温度越低,拉伸性能保持率越高,炭黑用量越大(考察范围内),拉伸性能保持率越高;硫化胶料动态模量以及损耗因子都随炭黑填充量增加而增加;热空气老化48h后,硫化胶的断裂伸长率存在最大下降程度;当炭黑用量为40phr时,硫化胶耐高温疲劳性最好。随着白炭黑的添加量增加,混炼胶加工性能下降显著;混炼胶tc10和tc90均变长;常温下,硫化胶的拉伸强度呈现出线性增加的趋势,而断裂伸长率现出线性降低的趋势。
随着测试温度升高,低填充份数时,保持率较低,高填充份数时,性能保持率接近,当白炭黑用量达到50phr时,性能保持率甚至超过同等份数炭黑;相同测试频率时,硫化胶料储能模量、损耗模量都随白炭黑填充量增加而增加,而损耗因子则相差不大;白炭黑的加入,提高了橡胶热起始空气老化稳定性,但对高温疲劳性能不利。通过硫化体系对耐高温橡胶性能影响的研究,结果表明:DCP有利于提高胶料加工性能;但是硫化时间最长;在常温下,拉伸强度由大到小排列依次:DCP体系硫化胶>CV体系硫化胶>EV体系硫化胶>SEV体系硫化胶;CV体系硫化的的NBR硫化胶高温下具有较高的拉伸性能且拉伸强度保持率最大;SEV体系储能模量最大,损耗模量最低,损耗因子最小;DCP硫化体系耐老化性能最优;耐高温疲劳性能CV体系最好。
通过防老体系对耐高温橡胶性能影响的研究,结果表明:防老剂RD有利于胶料加工性能提高;防老剂RD和防老剂4010NA并用,硫化时间最短,交联程度最高;三种防老体系对常温拉伸强度影响不大,但是防老剂RD和防老剂MB并用胶断裂伸长率较大;三种防老体系高温拉伸强度相差不大,其中防老剂RD和4010NA并用,拉伸强度保持率略大;防老剂RD和4010NA并用,储能模量较高,损耗因子较低;防老剂RD和4010NA并用,初始老化伸长率下降较大,但是长时间老化表现出优势;防老剂RD和4010NA并用体系,耐高温疲劳性能最优。通过耐热体系对
耐高温橡胶性能影响的研究,结果表明:耐热剂MDMA有利于胶料加工性能提高;但焦烧时间和硫化时间缩短;添加耐热剂MDMA胶料拉伸强度较高,但是断裂伸长率较低。
添加MDMA耐热剂硫化胶的高温拉伸强度较高,且高温拉伸强度保持率较高;添加MDMA耐热剂硫化胶,储能模量较高、损耗模量较高,损耗因子较低。添加MDMA耐热剂的橡胶具有更好的耐热空气老化性能;添加耐热剂MDMA的硫化胶高温疲劳稳定性较佳。
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